Самый мощнейший из современных суперкомпьютеров - японский комплекс K Computer - обладает быстродействием в 8,16 петафлопса, другими словами за секунду способен делать 8,16 квадриллиона операций с плавающей запятой. Но уже проектируются еще более действенные системы, производительность которых составит до 20 петафлопсов и выше.

Одна из основных заморочек, возникающих при проектировании суперкомпьютеров такового уровня, - их большущее энергопотребление. Так, китайский комплекс Tianhe-1A, владеющий быстродействием в 2,57 петафлопса (2-ое место в рейтинге Топ-500), расходует более 5 МВт энергии. А системы последующего поколения с экзафлопной производительностью (квинтиллион операций с плавающей запятой за секунду) будут и совсем добиваться от 100 до 500 МВт, что сопоставимо с затратами энергии маленького городка.

Решением задачи уже занимаются несколько групп американских исследователей, участвующих в программке Ubiquitous High-Performance Computing Управления многообещающих исследовательских работ Минобороны США (DARPA). Их задачка - сделать вычислительный комплекс, который, владея быстродействием на уровне петафлопса, будет затрачивать менее 57 кВт энергии. Другими словами, производительность таковой системы составит 40% от вычислительной мощности Tianhe-1A, а энергопотребление - только около 1%.

Работы проходят по нескольким фронтам: а именно, рассматривается возможность интеграции микропроцессоров с чипами памяти, использования инноваторских средств селективного управления питанием отдельных узлов суперкомпьютера и внедрения средств оптимизации системы «на лету». Не считая того, компания nVidia трудится над спец микрочипом Echelon для суперкомпьютеров, в базу которого лягут ядра, способные делать операции с плавающей запятой, затрачивая только 10 пикоджоулей энергии. Для сопоставления: изделия на современной архитектуре Fermi требуют для этого 200 пикоджоулей. Производительность Echelon на теоретическом уровне достигнет 10 терафлопсов (триллионов операций с плавающей запятой за секунду).

Ожидается, что сверхэкономичный суперкомпьютер появится к 2018 году.